超级大质量黑洞是如何形成的？什么是暗物质？

2021-12-17 15:30:48 来源： cnBeta

超级大质量黑洞是如何形成的?什么是暗物质?跟“教科书式”的宇宙历史相比，在一个关于宇宙如何形成的替代模型中，一个天文学家小组提出，这两个宇宙之谜可以用所谓的“原始黑洞”来解释。

Nico Cappelluti(迈阿密大学)、Günther Hasinger(ESA科学主任)和Priyamvada Natarajan(耶鲁大学)提出--黑洞自宇宙之初就存在，这些原始黑洞本身可能是尚未解释的暗物质。这项新研究已发表在《The Astrophysical Journal》上。

“黑洞的不同大小仍旧是个谜。我们不明白超大质量黑洞是如何在宇宙存在以来相对较短的时间内成长得如此巨大的，”Günther Hasinger说道。

在天平的另一端，也可能存在非常小的黑洞，如ESA Gaia的观测结果表明了这一点。如果它们存在，它们太小无法由垂死的恒星形成。

Nico Cappelluti说道：“我们的研究表明，在不引入新粒子或新物理学的情况下，我们可以解决现代宇宙学中从暗物质本身的性质到超大质量黑洞的起源等谜团。”

如果大多数黑洞在大爆炸后立即形成，它们可能在早期宇宙中开始合并，并且随着时间的推移会形成越来越大的黑洞。如果原始黑洞存在，ESA未来的引力波空间观测站LISA可能会接收到这些合并的信号。小黑洞则可能只是还没有合并成大黑洞的原始黑洞。

根据这个模型，宇宙将到处都是黑洞。恒星将开始在这些“暗物质”团块周围形成并在几十亿年内创造出太阳系和星系。如果第一批恒星确实是在原始黑洞周围形成，那么它们将比“标准”模型所预期的更早存在于宇宙中。

Priyamvada Natarajan说道：“原始黑洞--如果它们确实存在--很可能是所有黑洞形成的种子，其中包括银河系中心的黑洞。”

ESA的Euclid任务将比以往任何时候都更详细地探测黑暗宇宙，它可以在寻求确定原始黑洞作为暗物质候选者方面发挥作用。

即将到来的NASA/ESA/CSA詹姆斯-韦伯太空望远镜将进一步揭示这一谜团。

Günther补充称：“如果首批恒星和星系已经在所谓的‘黑暗时代’形成，韦伯应该能够看到它们的证据。”